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野牡丹属植物研究进展


  
  摘要:野牡丹属植物全世界有100种,中国9种。本文对野牡丹属植物的研究现状,包括系统演化与区系地理、生物学、药物学、园林学、繁殖育种、资源调查等方面进行了概括,并对该属植物的未来研究方向进行了展望,为其进一步研究提供了基础资料。
  关键词:野牡丹属;园林学;药物学;繁殖育种
  野牡丹属植物(Melastoma Linn)属野牡丹科(Melastomaceae),全世界约有100种,分布于亚洲南部至大洋洲北部以及太平洋诸岛。我国有9种1变种,分布于长江流域以南各省区。
  本属植物多为草本,少为灌木或小乔木。不少种类有药用价值,具清热解毒、收敛止血的功效,可治消化不良、痢疾泄泻、肿毒疮疖、跌打刀伤等症。大多叶形奇特,花大艳美,可作为观赏植物应用于城市绿化。目前本属植物大多处于野生状态,其价值尚未得到充分利用。部分科研工作者对其系统演化与区系地理、生理生化、药物学、繁殖育种、园林学、资源分布等进行了一系列的调查研究,本文仅对目前研究成果作一综述,以期为今后的研究提供参考。
  
  1 系统演化与区系地理方面的研究进展
  
  化石与地下孢粉记载中国大陆在白垩纪后期及第三纪早、中期陆续出现种子植物,野牡丹属的祖先种是在第三纪的早期及中期先后在此出现,之后繁衍出众多的种与变种。
  野牡丹属为较原始的进化类型,但比离心皮类植物稍进化。本属雄蕊多数、子房多室、胚珠多数,说明本属仍属于原始类型,但各特征中数量减化,雄蕊药隔特化,子房下位等特征,说明本属是从原始向次原始或稍进化类型过渡的一个属。野牡丹属花粉为球形或近球形,极面观三角形,三裂圆形或六裂圆形,具3孔沟或3孔沟与3假沟相间排列的合沟孔,或具副合沟孔,但这类花粉沟一般细长、具沟膜,外壁分层一般不甚明显,表面光滑或具粗纹饰。从花粉特征看,本属具3孔沟的花粉,是直接从离心皮类单沟花粉进化的结果。结合花粉及其它形态特性看,本属可能起源于原离心皮类祖先种在进化为蔷薇目祖先种过程中,从现已灭绝的原始蔷薇目祖先种、特别是蔷薇科、蔷薇亚科的祖先种直接分化、衍生出的。
  野牡丹属化石与地下孢粉最早见于晚白垩纪的美洲与欧洲,第三纪始新世至上新世时得到发展,故其“起源中心”可能在古地中海区接近美洲的暖亚热带至热带地区。野牡丹属祖先种出现后,从该地区向热带迁移并衍生出泛热带至亚热带分布的许多种与变种,其“现代分布中心”在热带中部、南美洲及亚洲至非洲的东部与南部和热带西非洲地区,分布区的“密集中心”在巴西及南美洲的北部其它国家和中美洲,而东半球的我国西南、华南地区至中南半岛及马来西亚则是该科另一“密集中心”,其区系地理跨旧热带植物区、亚洲南部森林植物亚区(南中国一中南半岛一印尼地区)和泛北极植物区、亚洲东部森林植物亚区(华南地区)和“横断山脉—喜马拉雅山脉”森林植物亚区。
  
  2 生理生化方面的研究进展
  
  野牡丹属植物生物学方面的研究情况,为本属植物的资源利用和进一步的引种驯化提供了重要的理论依据。
  谢丽莎等采用石蜡切片法,用DMLB型生物显微镜(LEICA)及图像分析软件观察野牡丹的根、茎、叶及根的粉末特征,对野牡丹全草进行生药学研究,发现野牡丹的根、茎及叶的韧皮细胞均含有草酸钙簇晶,茎的横切面构造特异,皮层、髓部有异型维管束,其特征均可作为野牡丹的鉴别依据。刘惠等对在坡地和沼泽地生长的野牡丹叶的解剖特征与气体交换特性的研究表明,两者在形态结构方面存在着一定的差异:坡地野牡丹叶较窄,上表皮细胞小而排列紧密,气孔密度较大,上表皮厚。沼泽地野牡丹整个叶片和海绵组织比较厚,最大导管直径和栅栏细胞长度,宽度比值大,但栅栏组织/海绵组织厚比值较小。坡地野牡丹与沼泽地野牡丹的叶绿素a,叶绿素b的含量和类胡萝卜素的含量以及叶绿素a/b比值的差异都很小。沼泽地野牡丹净光合速率、蒸腾速率及气孔导度较高,常用的水分利用效率(Pn/Tr)接近,沼泽地野牡丹的内在水分利用效率(Pn/Gs)略高于坡地野牡丹,但差异不显著。何迅等采用RP2HPLC测定地稔药材中没食子酸的含量在0.1020%-0.1081%,其认为此可作为地稔药材的质量检测标准。石冬梅等对地稔果实的营养成分分析表明:果实含水量为8.18%;总糖含量为3.28%,其中绝大多数为还原糖;每100 g含维生素C为2.4mg,粗蛋白为6.13%,氨基酸总量为9.97mg/g·FW,其中至少含7种人体必需氨基酸,必需氨基酸占氨基酸总量的24.58%。矿质元素含量丰富,特别是Ca、Fe、zn含量较高,种子油以不饱和脂肪酸为主,亚油酸含量高达83.62%,其认为地稔的果实具有一定的开发价值。
  
  3 药物学方面的研究进展
  
  目前,国内外对野牡丹属药用植物资源的研究工作多集中在其化学成份、药理及临床应用方面。
  
  3.1化学成份
  从该属植物的根、叶和花等各个不同部位,先后分离到40多种化合物。经理化常数测定、化学降解及UV、IR、MS、NMR、ORD和X-Ray衍射等光谱测定,确定这些化合物的结构主要为:酯类、醇类、甾醇类、色素、有机酸类、黄酮甙类、酚类、糖类、鞣质、二萜化合物等。
  3.1.1多元酚类。主要有鞣花酸(ellagic acid)、甲基鞣花酸(tri-O-methyl ellagic alid)、3-0甲基鞣花酸葡萄糖甙(tfi-O-methyl ellagic acid glucoside)、3-0甲基鞣花酸 (3-O-methyl ellagic acid)、3.3,di-O-methyl ellagic acid、3-O-methyl 3,4-methly enedioxy ellagic acid、brediatins A andH、obotanins B and J。
  3.1.2黄酮类。分离到的有quercetin 3-O-deoxyhexosyi hexoside和kaemaferol。
  3.1.3其他类型。分离到的有:锦葵色素双甙(malvidin-3,5 diglucoside)、cyanidin 3 glucoside、B谷甾醇(B-sitosterol)、二十二酸辛酯、植物甾醇(phytosterols)、齐墩果酸(cleanolic acid)、鸟苏酸(ursolic acid)等
  
  3.2结构鉴定
  3.2.1 HHDP(hexa-hydroxydiphenoyll的归属可由4个6:6.6(1H,each,S)确定。
  3.2.2 4.4-di-O-methyl ellagic acid和3,3

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